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    威思曼高壓電源在等離子體領域的廣泛應用
    發布時間:2022-07-22    來源:威思曼    瀏覽量:183

    什么是等離子?

    等離子體是一種能量高于氣體的物質狀態。一般來說,物質存在三種狀態:固態、液態和氣態。隨著溫度升高,固體變成液體并變成氣體。

    例如,水在結晶狀態下變成稱為冰的固體,當溫度升高時變成液態水,當溫度進一步升高時變成稱為水蒸氣的氣體。因此,物質所擁有的能量決定了它的物質狀態。

    物質通常有電子圍繞其原子核移動。原子核帶有正電荷,由質子和中子組成。相反,由于電子帶負電荷,它們被庫侖力吸引到原子核上,并始終圍繞原子核運動。

    然而,當氣體的溫度進一步升高到大約攝氏幾千度的極高能量狀態時,圍繞原子核運行的電子與原子分離(電離)并變得不穩定。這種狀態是等離子。

    在電離和不穩定的狀態下,等離子體會發射光和電磁波,并且看起來會發光,因為它會釋放能量并試圖返回穩定狀態。此外,電流極易流動,其特征還在于電子的運動因電磁力而增加。

    雖然等離子體似乎是一種特殊的狀態,但在自然界中卻經常被觀察到。雷霆和極光就是其中之一。在工業上,它還用于制造熒光燈、等離子炬和半導體。


    半導體中的等離子體

    以下是在半導體制造中使用等離子體的三個示例。

    (1) 等離子體增強化學氣相沉積 (PECVD)

    等離子體增強化學氣相沉積 (PECVD) 用于硅半導體制造中的氮化硅膜 (SiN) 和氧化硅膜 (SiO 2 ) 的成膜。

    通過直流(DC)、射頻(RF)電流或微波將供應在基板上的原料氣體轉化為等離子體,以激活中性激發粒子。它是一種通過在基板上引起化學反應并沉積產生的物質來形成薄膜的方法。


    等離子化學氣相沉積

    與傳統的熱處理方法(熱CVD法)相比,其特點是能夠在低溫下形成薄膜。因為它不使用加熱裝置,所以它可以處理不平整的基板和復雜的形狀。

    (2) 等離子干法蝕刻

    蝕刻是在基材表面雕刻凹槽和圖案的過程。傳統上,使用使用蝕刻溶液的濕蝕刻方法。然而,近年來,使用蝕刻氣體或離子的干法蝕刻已成為主流。

    等離子干法蝕刻是一種通過用等離子刮擦基板表面來進行蝕刻的技術。又稱化學物理蝕刻技術。

    與等離子 CVD 一樣,氣體流到基板表面,氣體變成等離子。此時,離子與基板碰撞,促進與等離子體中所含物質的化學反應。這使得可以在原子尺度上精確地刮擦基板的表面。

    與濕法蝕刻不同,不會產生廢液,因此除了是清潔的加工方法外,還可以進行比濕法蝕刻更精確的加工。

    更深的蝕刻也可用于分離半導體芯片,稱為等離子切割。

    (3) 等離子清洗

    等離子清洗是利用等離子將附著在基板表面的油等有機物分解、汽化的清洗技術。除了是一種不使用水或清潔溶液的干燥清潔方法外,它還提供高水平的清潔,不會留下任何殘留物。

    等離子清洗還可以通過破壞分子鍵并用羥基修飾來使被處理物體表面親水。在半導體制造過程中,它還用于為圖案化的 PDMS(二甲基聚硅氧烷)表面增加親水性,以提高圖案附著力。


    等離子化學氣相沉積


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